CH660827A5 - Method of producing multilayer printed circuit boards - Google Patents

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CH660827A5 CH5240/83A CH524083A CH660827A5 CH 660827 A5 CH660827 A5 CH 660827A5 CH 5240/83 A CH5240/83 A CH 5240/83A CH 524083 A CH524083 A CH 524083A CH 660827 A5 CH660827 A5 CH 660827A5
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Abstract

The fabrication of multilayer pcbs with their connections via through contacts (9) is tricky. The contacting cross-section (10) is small. Testing can only be done at the end, and corrections, e.g. breaking links, are by then almost never possible. A method which offers more reliability was therefore sought. For this purpose, the ultra-sound metal welding method is used. The layers are joined to each other so that they conduct, using a preform (3, 4, 5, 12). If another through contact is necessary, the sounded intermediate ring (4) provides a reliable contacting surface. The sound points or assembly steps can be continuously tested, and steps taken. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren für die Herstellung einer Leiterplatte in Mehrlagentechnik, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter der einzelnen Lagen durch Ultraschall-Metallschweissverfahren miteinander leitend verbunden werden.



   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenoberfläche isoliert wird und bei den vorgesehenen Verbindungsstellen die Oberfläche nicht isoliert wird.



   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verbindungsstellen für die Distanzierung und die konzentrierte Krafteinwirkung ein aus Metall bestehendes Formteil angeschweisst wird.



   4. Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen Ösen aufweisen, welche auf die Leiterbahnen und stirnseitig mit der nächsten Lage verschweisst werden.



   5. Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinanderliegenden Leiterplatten eine Verbindungsmöglichkeit ohne Bohrloch aufweisen (2, 3, Fig. 1).



   6. Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Durchkontaktierung die Verbindungsstelle mit einem sich vergrössernden Querschnitt geschweisst wird.



   Die Packungsdichte bei elektronischen Schaltungen benötigen immer mehr verbindende Leiterbahnen. Wenn ein doppelseitiger Print nicht ausreicht, wendet man die Mehrlagentechnik oder das Multiwire-Verfahren an, welches mit isolierten Drähten arbeitet, die nachher eingegossen sind. Mit einer Durchkontaktierung werden die Bahnenenden via Bohrloch miteinander verbunden. Die Verbindungen können erst am Schluss geprüft werden und Fehlerbehebungen sind sehr heikel.



   Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, welches Printplatten in Mehrlagentechnik miteinander verbindet. Verbindungspunkte in Durchkontaktierungen sollen vergrössert und dadurch sicherer werden. Im weiteren soll über ein Formteil eine direkte Verbindung herzustellen sein. Eine schlechte Verbindung muss einfacher korrigiert werden können.



   Diese Aufgaben werden mittels dem im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmal gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.



   Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispieles unter Zuhilfenahme der Figur beschrieben.



   Fig. 1 zeigt 2 Print-Lagen mit unterschiedlichen Verbindungen. Die Printplatten 20 sind mit einer Folie oder einem Druck 1 gegeneinander isoliert. Die vorgesehenen Verbindungsstellen 2 sind ausgenommen. Dort wird ein Formplättchen 3, bei   Boh-    rungen ein Zwischenring 4 oder ein Hohlniet-Formteil 5 eingesetzt. Der Hohlniet wird zur Öse 6 geformt (gedöppt) und auf die Leiterbahn 7 geschallt. Auf der Lötseite 8 kann der Arbeitsgang mit dem Döpper auch wegfallen, weil die Verbindung durch den Lötvorgang hergestellt wird. Dies hat aber den Nachteil, dass die Platte vor dem Bestücken nicht mit allen Verbindungen geprüft wird.



   Die verbindenden Formteile weisen einen Prägung in Form einer Ringschneide auf. So wird das Materialspritzen beim Schallen, sowie die konzentrierte Krafteinwirkung beeinflusst.



  Mit dem Zwischenring ergibt es bei der folgenden Durchkontaktierung 9 einen grossen Kontaktierungsquerschnitt. Die Sicherheit ist besser als wenn nur der Leiterbahnquerschnitt 10 kontaktiert wird. Der Nietformteil 11 weist einen Zentrierkragen 12 für das leichtere Einsetzen in den Print auf.



   Zudem wird die Schallbewegung wie auch der Arbeitsdruck weniger beeinflusst. Die Schweissstellen sind mit   ¯    bezeichnet.



   Der Hohlniet 5 weist die Länge 15 auf, wird gestützt und stirnseitig mit der nächsten Lage verschallt. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. A process for the production of a printed circuit board in multilayer technology, characterized in that the conductors of the individual layers are conductively connected to one another by ultrasonic metal welding processes.



   2. The method according to claim 1, characterized in that the circuit board surface is insulated and the surface is not insulated at the provided connection points.



   3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that a molded part made of metal is welded at the connection points for the spacing and the concentrated action of force.



   4. The method according to the preceding claims, characterized in that the connection points have eyelets which are welded onto the conductor tracks and on the end face to the next layer.



   5. The method according to the preceding claims, characterized in that the opposing circuit boards have a connection possibility without a borehole (2, 3, Fig. 1).



   6. The method according to the preceding claims, characterized in that in a plated-through hole the connection point is welded with an increasing cross section.



   The packing density in electronic circuits requires more and more interconnecting interconnects. If a double-sided print is not enough, you can use the multi-layer technique or the Multiwire process, which works with insulated wires that are then cast in. With a through hole, the ends of the web are connected to each other via a borehole. The connections can only be checked at the end and troubleshooting is very delicate.



   It is the object of the invention to develop a method which connects printed circuit boards using multilayer technology. Connection points in vias are to be enlarged and thereby made more secure. Furthermore, a direct connection should be made via a molded part. A bad connection must be easier to correct.



   These objects are achieved by means of the feature listed in the characterizing part of claim 1. Preferred embodiments are specified in the dependent claims.



   The invention is described below using an example with the aid of the figure.



   Fig. 1 shows 2 print layers with different connections. The print plates 20 are insulated from one another with a film or a print 1. The proposed connection points 2 are excluded. A form plate 3 is used there, and an intermediate ring 4 or a hollow rivet shaped part 5 is used for bores. The hollow rivet is shaped (doubled) into the eyelet 6 and sonicated onto the conductor track 7. On the soldering side 8, the operation with the striker can also be omitted because the connection is made by the soldering process. However, this has the disadvantage that the board is not checked with all connections before the assembly.



   The connecting molded parts are embossed in the form of an annular cutting edge. This influences the material spraying when sounding, as well as the concentrated force.



  With the intermediate ring, there is a large contacting cross-section in the subsequent via 9. The security is better than if only the conductor cross section 10 is contacted. The rivet molding 11 has a centering collar 12 for easier insertion into the print.



   In addition, the sound movement and the working pressure are less influenced. The welding points are marked with ¯.



   The hollow rivet 5 has a length of 15, is supported and sonicated at the end with the next layer.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren für die Herstellung einer Leiterplatte in Mehrlagentechnik, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter der einzelnen Lagen durch Ultraschall-Metallschweissverfahren miteinander leitend verbunden werden.  PATENT CLAIMS 1. A process for the production of a printed circuit board in multilayer technology, characterized in that the conductors of the individual layers are conductively connected to one another by ultrasonic metal welding processes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplattenoberfläche isoliert wird und bei den vorgesehenen Verbindungsstellen die Oberfläche nicht isoliert wird.  2. The method according to claim 1, characterized in that the circuit board surface is insulated and the surface is not insulated at the provided connection points. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verbindungsstellen für die Distanzierung und die konzentrierte Krafteinwirkung ein aus Metall bestehendes Formteil angeschweisst wird.  3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that a molded part made of metal is welded at the connection points for the spacing and the concentrated action of force. 4. Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen Ösen aufweisen, welche auf die Leiterbahnen und stirnseitig mit der nächsten Lage verschweisst werden.  4. The method according to the preceding claims, characterized in that the connection points have eyelets which are welded onto the conductor tracks and on the end face to the next layer. 5. Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinanderliegenden Leiterplatten eine Verbindungsmöglichkeit ohne Bohrloch aufweisen (2, 3, Fig. 1).  5. The method according to the preceding claims, characterized in that the opposing circuit boards have a connection possibility without a borehole (2, 3, Fig. 1). 6. Verfahren nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Durchkontaktierung die Verbindungsstelle mit einem sich vergrössernden Querschnitt geschweisst wird.  6. The method according to the preceding claims, characterized in that in a plated-through hole the connection point is welded with an increasing cross section. Die Packungsdichte bei elektronischen Schaltungen benötigen immer mehr verbindende Leiterbahnen. Wenn ein doppelseitiger Print nicht ausreicht, wendet man die Mehrlagentechnik oder das Multiwire-Verfahren an, welches mit isolierten Drähten arbeitet, die nachher eingegossen sind. Mit einer Durchkontaktierung werden die Bahnenenden via Bohrloch miteinander verbunden. Die Verbindungen können erst am Schluss geprüft werden und Fehlerbehebungen sind sehr heikel.  The packing density in electronic circuits requires more and more interconnecting interconnects. If a double-sided print is not enough, you can use the multi-layer technique or the Multiwire process, which works with insulated wires that are then cast in. With a through hole, the ends of the web are connected to each other via a borehole. The connections can only be checked at the end and troubleshooting is very delicate. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, welches Printplatten in Mehrlagentechnik miteinander verbindet. Verbindungspunkte in Durchkontaktierungen sollen vergrössert und dadurch sicherer werden. Im weiteren soll über ein Formteil eine direkte Verbindung herzustellen sein. Eine schlechte Verbindung muss einfacher korrigiert werden können.  It is the object of the invention to develop a method which connects printed circuit boards using multilayer technology. Connection points in vias are to be enlarged and thereby made more secure. Furthermore, a direct connection should be made via a molded part. A bad connection must be easier to correct. Diese Aufgaben werden mittels dem im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmal gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.  These objects are achieved by means of the feature listed in the characterizing part of claim 1. Preferred embodiments are specified in the dependent claims. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispieles unter Zuhilfenahme der Figur beschrieben.  The invention is described below using an example with the aid of the figure. Fig. 1 zeigt 2 Print-Lagen mit unterschiedlichen Verbindungen. Die Printplatten 20 sind mit einer Folie oder einem Druck 1 gegeneinander isoliert. Die vorgesehenen Verbindungsstellen 2 sind ausgenommen. Dort wird ein Formplättchen 3, bei Boh- rungen ein Zwischenring 4 oder ein Hohlniet-Formteil 5 eingesetzt. Der Hohlniet wird zur Öse 6 geformt (gedöppt) und auf die Leiterbahn 7 geschallt. Auf der Lötseite 8 kann der Arbeitsgang mit dem Döpper auch wegfallen, weil die Verbindung durch den Lötvorgang hergestellt wird. Dies hat aber den Nachteil, dass die Platte vor dem Bestücken nicht mit allen Verbindungen geprüft wird.  Fig. 1 shows 2 print layers with different connections. The print plates 20 are insulated from one another with a film or a print 1. The proposed connection points 2 are excluded. A form plate 3 is used there, and an intermediate ring 4 or a hollow rivet shaped part 5 is used for bores. The hollow rivet is shaped (doubled) into the eyelet 6 and sonicated onto the conductor track 7. On the soldering side 8, the operation with the striker can also be omitted because the connection is made by the soldering process. However, this has the disadvantage that the board is not checked with all connections before the assembly. Die verbindenden Formteile weisen einen Prägung in Form einer Ringschneide auf. So wird das Materialspritzen beim Schallen, sowie die konzentrierte Krafteinwirkung beeinflusst.  The connecting molded parts are embossed in the form of an annular cutting edge. This influences the material spraying when sounding, as well as the concentrated force. Mit dem Zwischenring ergibt es bei der folgenden Durchkontaktierung 9 einen grossen Kontaktierungsquerschnitt. Die Sicherheit ist besser als wenn nur der Leiterbahnquerschnitt 10 kontaktiert wird. Der Nietformteil 11 weist einen Zentrierkragen 12 für das leichtere Einsetzen in den Print auf. With the intermediate ring, there is a large contacting cross-section in the subsequent via 9. The security is better than if only the conductor cross section 10 is contacted. The rivet molding 11 has a centering collar 12 for easier insertion into the print. Zudem wird die Schallbewegung wie auch der Arbeitsdruck weniger beeinflusst. Die Schweissstellen sind mit ¯ bezeichnet.  In addition, the sound movement and the working pressure are less influenced. The welding points are marked with ¯. Der Hohlniet 5 weist die Länge 15 auf, wird gestützt und stirnseitig mit der nächsten Lage verschallt. **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  The hollow rivet 5 has a length of 15, is supported and sonicated at the end with the next layer. ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5031308A (en) * 1988-12-29 1991-07-16 Japan Radio Co., Ltd. Method of manufacturing multilayered printed-wiring-board
ES2179780A1 (en) * 2001-06-04 2003-01-16 Lear Automotive Eeds Spain Ultrasound welding method for connection pins between two electro-conductive layers separated by a laminar insulation, and the board element and printed circuit obtained

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US5031308A (en) * 1988-12-29 1991-07-16 Japan Radio Co., Ltd. Method of manufacturing multilayered printed-wiring-board
EP0607534A2 (en) * 1988-12-29 1994-07-27 Japan Radio Co., Ltd Method of manufacturing multilayered printed-wiring-board
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ES2179780A1 (en) * 2001-06-04 2003-01-16 Lear Automotive Eeds Spain Ultrasound welding method for connection pins between two electro-conductive layers separated by a laminar insulation, and the board element and printed circuit obtained

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